Osmoza inversă într-un rezervor de pește

Un sistem de osmoză inversă (RO) este o componentă indispensabilă a oricărui sistem de acvariu cu apă sărată, altfel pur și simplu nu funcționează foarte bine fără unul.

Sistemele RO sunt importante și pentru apa dulceși acvarii, mai ales dacă sunt tancuri mari. Un sistem RO bun ajută la menținerea chimiei, a pH-ului și a stabilirii unei presiuni osmotice corecte pentru pești (acest ultim motiv este motivul pentru care nu puteți pune pești de apă sărată într-un rezervor de apă dulce: celulele lor cresc în plină expansiune)

Aici vom analiza calitatea apei pe care o putețiașteptați-vă de la un sistem RO, care detaliază ceea ce face unul pentru rezervorul dvs., componentele sale și, de asemenea, modul de a pune în funcțiune unul corect și de a-l menține în parametrii funcționali.

Ce este osmoza inversă (RO)?

Un sistem RO este un sistem de purificare a apei careaplică presiune pe o membrană semipermeabilă (ca o sită microscopică) care permite selectiv să treacă substanțe dizolvate pe baza restricției de dimensiune sau a stării de încărcare, eliminându-le astfel din apa produsului. Un dizolvat este orice lucru care este dizolvat liber în apă, care este solventul.

Sursele naturale de apă conțin diverseioni metalici, ioni nemetalici și unii ioni poliatomici. Un ion este starea unui atom sau a unei molecule (un ansamblu de atomi similari sau diferiți) care își asumă o sarcină.

Acest lucru se întâmplă prin adăugare sau pierderede electroni către norul de electroni al atomului sau moleculei. Electronii sunt particulele fundamentale încărcate negativ care formează orbitali în jurul nucleului unui atom.

Electronii sunt, de asemenea, împărțiți între atomi dinmolecule și pot forma versiuni hibride (combinate) ale orbitalilor atomici. În realitate, nu există o adăugare adevărată a unei particule de electroni în nor, motiv pentru care este denumită „nor”.

Ceea ce se întâmplă de fapt este un transfer sau o pierdere deenergia către nor și electronii adevărați nu există de fapt până când nu sunt măsurați (observați). Aceasta face parte dintr-o teoremă numită dualitate particule-unde, unde particule fundamentale, cum ar fi electroni sau fotoni, de exemplu, pot prezenta proprietăți asemănătoare undelor sau comportamente asemănătoare particulelor, dar nu ambele simultan.

Care sunt părțile unui sistem RO?

Sistemele RO sunt compuse din mai multe părți carelucrați împreună pentru a obține apă de calitate superioară prin îndepărtarea selectivă a ionilor din apa produsului. Acest lucru este foarte important pentru menținerea unui mediu favorabil chimic pentru peștii dvs. și, de asemenea, pentru crearea unui mediu adecvat din punct de vedere osmotic (mai multe despre cele de mai jos).

Membrană

Membrana sistemului RO, care este parțialpermeabil (semipermeabil) este inima întregului sistem. Este un tip de sită micromoleculară care lasă apa să treacă și permite selectiv să treacă unele substanțe dizolvate. Acele substanțe dizolvate care pot trece prin membrană o fac deoarece sunt fie suficient de mici pentru ca orificiile din membrană să o traverseze, fie au o sarcină care le permite să călătorească prin membrană.

Alți ioni încărcați mai mari (cum ar fi ioni divalenți,care au două sarcini suplimentare sau două mai puține) sunt restricționate la trecere, cu excepția cazului în care membrana este deteriorată. Ca atare, membranele au o durată de viață de lucru și trebuie înlocuite periodic atunci când există rupturi sau când nivelul de legare limitată a solutului la membrană reduce substanțial trecerea liberă a apei și a substanțelor dizolvate.

În unele sisteme RO care sunt construite pentru a se potrivivolume mai mari de filtrare a apei, sunt utilizate mai multe straturi de membrană. Dintre toate componentele consumabile ale unui sistem RO, membrana este de obicei cea mai scumpă parte.

Sisteme de prefiltru

Deoarece membranele RO pot fi puțin scumpe,protejarea acestora de a fi nevoiți să filtreze concentrații mari de substanțe dizolvate din apa produsului dvs. poate fi afectată prin utilizarea unui sistem de prefiltrare. Prefiltrele pot elimina particulele brute și substanțele dizolvate care se găsesc de obicei în sursele de apă dură.

Aceste sisteme de prefiltru sunt amplasate în amonte decartușul principal cu membrană RO și constă din mai multe tipuri, adesea utilizate în combinație pentru a produce apă pre-membrană destul de curată. O componentă obișnuită a prefiltrului este o coloană de cărbune activ.

Cărbunele activ are numeroase site-uri de legare pesuprafața sa pentru a absorbi o varietate de substanțe chimice și soluții ionice în apă. Dacă există o cantitate mare de particule în apa sursă, filtrele de nisip sunt adesea dispozitivul ales pentru a îndepărta particulele înainte de a introduce apă în cartușul cu cărbune activ.

O altă opțiune populară de prefiltru care a devenitmai utilizat pe scară largă de la introducerea sa sunt cilindrii speciali din polipropilenă care sunt injectați în timpul turnării cu fibre dintr-un polimer nețesut. Aceste coloane din polipropilenă sunt în esență un sistem de filtrare de 5 microni, în timp ce majoritatea membranelor RO funcționează până la gama de 0,0005 microni (majoritatea sistemelor RO pentru acvarii utilizează o membrană RO 0001 microni).

Manometru

Asigurându-vă că nu suflați accidentalmembrana RO scumpă și plăcută este un fel de importantă și acest lucru poate fi asigurat prin instalarea unui manometru. Manometrul vă va permite să ajustați debitul sistemului la parametrii optimi pentru membrană și să vă anunțe dacă sunteți sau nu supra-presat sistemul.

Unele sisteme RO disponibile pentru aplicații mai mici nu sunt dotate cu manometru. Cu toate acestea, un indicator poate fi ușor adaptat la sistemul dvs. Este o componentă pe care o recomandăm cu tărie.

Restrictor de debit

Limitatorii de flux sunt un asistent excelent înreglarea apei, optimizarea performanțelor sistemului și protejarea cartușului cu membrană RO împotriva deteriorării. Un restrictor de debit este un fel de supapă de reținere care va restricționa fluxul de apă intrat până când se atinge presiunea internă corectă pentru o performanță optimă în sistemul RO.

În caz de suprapresiune, restricții de debitva menține presiunile interne de vârf în compartimentul cartușului cu membrană RO și va permite devierea excesului de apă care intră pentru a ocoli sistemul la ieșirea apelor uzate.

Supapa de spălare

Supapele de spălare permit apei să ocolească debitulrestrictor pentru a permite depunerilor mari să fie spălate din nou din sistemul de membrană. Acest lucru ajută la creșterea duratei de viață a membranei și previne blocarea materialelor deteriorate pe suprafața acesteia.

Majoritatea sistemelor RO nu au o supapă de spălare, dar acestea pot fi achiziționate separat și adaptate la aproape orice sistem de osmoză inversă.

Apă produs (ieșire)

Apa produsului este prima dintre cele două ieșiri ale sistemuluiși este principalul obiectiv al sistemului dvs. RO: producerea de apă purificată. Un sistem RO care funcționează bine este de obicei capabil să elimine aproximativ 90% din componentele nedorite din apa comună de la robinet.

Pentru a vă asigura că sistemul dvs. RO este eficient, este o idee bună să testați în mod regulat dacă apa produsului se încadrează în parametrii specificați. Acest lucru se poate face cu câteva kituri sau senzori.

Un contor total al solidelor dizolvate (TDS) sau un generalsetul de duritate (GH) va analiza calitatea apei produsului și vă va spune dacă sistemul funcționează corect. Solidele dizolvate într-un sistem RO bine întreținut trebuie să fie de aproximativ 10 ppm sau mai puțin, iar duritatea generală a apei produsului dvs. trebuie să fie exact zero.

Apă uzată (ieșire)

Aceasta este a doua componentă de ieșire a unui ROsistem și conține apă cu toate substanțele dizolvate separate pe care nu le-ați dorit în acvariu. Producția tipică de apă uzată conține niveluri mai ridicate de nitrați, fosfați, metale (cum ar fi plumb, mercur și cupru), pesticide și produse de descompunere a pesticidelor decât găsești în apa de la robinet normală.

Apele uzate pot fi utilizate pentru plantele de casă, pentru dumneavoastrăgrădina sau sera dvs., deoarece plantele răspund bine la nitrați și fosfați, care sunt nutrienți pentru creșterea plantelor. Cu toate acestea, rețineți că, dacă aveți concentrații crescute de metale grele în apele uzate, nu doriți să utilizați apa pe plantele alimentare.

Ce face un sistem RO pentru tanc

Pentru a fi scurt, un sistem RO bun elimină solubilulcomponente din sursa apei care pot avea efecte dăunătoare asupra plantelor și organismelor acvatice. În unele cazuri, eșecul eliminării acestor substanțe dizolvate poate duce la otrăvirea animalelor și la uciderea vieții din rezervorul dvs.

Sistemele RO pot elimina în mod eficient cantitățile în excesde clor, fluor, arsenic, benzen, calciu, magneziu, plumb, mercur, cupru, pesticide și multe alte solide organice. Îndepărtarea acestor solutii este ideală pentru sănătatea oricărui acvariu, dar este de fapt o parte negociabilă a oricărui acvariu cu apă sărată.

Este adevărat că unele componente eliminatebenefic pentru plantele acvatice (adică, nitrați și fosfați), dar aceste componente nutritive sunt adesea completate în apa din rezervor de către animalele din rezervor (pești, crustacee, melci etc.).

Să examinăm toate modificările chimice pe care un sistem RO le impune apei tratate și ce face îndepărtarea acestor substanțe dizolvate pentru acvariu.

Duritatea apei

Sistemele RO reduc duritatea apei prin eliminarea ridicatănivelurile de calciu și magneziu din sursa normală de apă. Aceste elemente pot reacționa cu multe sisteme biologice și, de asemenea, cu materiale inerte, lăsând incrustări care continuă ciclic să re-dizolve calciu și magneziu înapoi în apa din rezervor.

Nerespectarea durității apei poate provocaechilibrând pH-ul din rezervorul tău ca un coșmar. De fiecare dată când ajustați pH-ul, acest lucru va determina fie acumularea crescută de calciu și magneziu pe depozitele existente, fie creșterea eliberării ionilor de calciu și magneziu din depozitele respective.

Rezultatul este că vei fi continuuurmărindu-vă coada încercând să atingeți setul dorit pentru pH-ul rezervorului. Dincolo de această problemă, unele specii de pești sunt mai sensibile la niveluri ridicate de calciu și magneziu care sunt alte specii.

Pești tropicali din pădurea tropicală amazoniană, așaca pești de înger și Disc, nu supraviețuiesc bine și nu se reproduc în apă dură. În schimb, există multe specii rezistente la apă dură, cum ar fi guppii, cozi de spadă, arciști și alte specii de apă dulce.

Acesta este doar un scurt eșantion și ar trebui să faceți acest lucrufaceți temele sau consultați un specialist în acvariu dacă aveți nevoie să cunoașteți detaliile referitoare la cerințele de mediu ale unui organism pe care intenționați să îl introduceți în rezervor. Pentru a rezuma, controlul durității apei vă oferă o gamă mai largă de organisme pe care le puteți găzdui în rezervorul dvs. de acvariu.

Nitrații

Azotații (NR3-), precum și nitriți (NO2-), sunt molecule de azot-oxigen care pot existaindependent ca ioni sau sunt atașați la molecule mai mari ca grupe funcționale. Sunt produsele sistemelor biologice animale, deși se pot forma și în aer prin energiile plasmatice produse de fulgere în timpul furtunilor.

La animale, acești compuși azotați suntproduse ale reacțiilor de dezaminare care sunt etape în metabolismul aminoacizilor derivați din consumul de proteine. Reacțiile de transaminare care au loc produc cetoacizi, care pot intra în ciclul Kreb și pot furniza energie celulelor.

Subprodusele azotate ale acestui proces sunt deșeuriproduse și sunt eliminate. În funcție de animal și de provocările sale cu privire la apă, compușii azotoși sunt transformați în amoniac, urină sau acid uric și sunt eliberați prin micțiune (urinare) și defecare. În mediul înconjurător, bacteriile nitrificante descompun aceste deșeuri în nitrați și nitriți, care sunt de obicei consumate de plante ca nutrienți.

În apa sursă, cum ar fi apa de la robinet, prezențadintre aceste substanțe chimice este de obicei antropogenă și rezultatul utilizării excesive a îngrășămintelor și a scurgerilor agricole către surse de apă dulce, cum ar fi cursurile de apă, râurile și lacurile. În ceea ce privește efectele lor asupra sistemelor de acvariu, dacă nu sunt controlate, acvariile de apă dulce sunt oarecum tolerante la niveluri moderate de nitrați (limita superioară de 40 ppm), în timp ce acvariile de apă sărată nu sunt deloc tolerante deloc (limita superioară de 0,25 ppm).

Deoarece nitrații se vor acumula în rezervorul dvs.prin descompunerea urinei și a fecalelor de pește și trebuie să fie filtrate din apa din rezervor, începând cu niveluri scăzute de nitrați din apa sursă filtrată vă oferă o anumită latitudine în menținerea chimiei rezervorului. Pe lângă un sistem RO și curățarea regulată a rezervorului, plasarea anumitor plante sau materiale în mediul rezervorului vă poate ajuta să controlați nivelurile de nitrați.

Nisip viu și rocă vie, care conțin azotbacterii, va reduce nivelul de azotat al rezervorului. Plantele de mangrove sunt, de asemenea, destul de pricepute în preluarea și utilizarea nitraților ca nutrienți de creștere, creând astfel o buclă ecosistemică în rezervor.

Fosfați

Niveluri ridicate de fosfați, care sunt o plantănutrienți, poate provoca înflorirea algelor în rezervoarele dvs. În cele din urmă, o înflorire a algelor va reduce tensiunea oxigenului din apa din rezervor prin competiție și va începe să distrugă viața din rezervor.

Pentru rezervoarele de apă sărată, nivelurile de fosfați trebuie menținute sub 0,2 ppm sau algele vă vor distruge coralii și vă vor sufoca peștii și crustaceele.

Silicați

Silicații pot fi găsiți în apele subterane și, chiardacă sunt filtrate din sursa de apă, sunt dizolvate și din substraturile nisipoase din rezervorul dvs. Acestea pot fi surse de reproducere pentru creșterea algelor și de multe ori duc la înflorirea algelor din algele de pietriș (un tip de algă brună).

În plus, silicații pot conduceproliferarea diatomeelor ​​(dintre care unele specii sunt alge), care vor pasca pe corali. Un sistem RO reduce presiunile globale de acumulare a silicatului pe rezervorul acvariului.